为家乡的丰收定制无人机的非洲男孩

yuejunruirui

在非洲农牧业国家布隆迪，一位年轻的乐天行动派Lakoi Takona和他的团队，用开创性的解决方案，为农民定制了无人机，帮助他们提高粮食产量，应对气候变化，守护粮食安全。下面是他的故事。


我对无人机的兴趣始于高中时接触的遥感技术。后来有了Arduino这一免费的开源数字平台，我就开始用它来做些小项目。编写几行代码，开发出能提供环境数据的设备，这一切都令我着迷。

■ “我们五人工程师团队的初衷是开发一个多功能无人机平台，推动布隆迪的农业发展。”非洲复兴组织/联合国

在大学里，我加入了无人机俱乐部，收获到了无人机和3D打印（也称为增材制造）的实战经验。2019年，我在联合国儿童基金会马拉维办事处的“卡松古无人机测试项目”上实习。与行业内顶尖人才的共事让我有了深入研究的动力。后来，我在肯尼亚和美国考取了无人机驾照。


2022年，布隆迪首屈一指的IT公司MediaBox邀请我领导他们的无人机和物联网项目，这为我开启了一段不可思议的创新之旅，最终成就了我最自豪的发明。


他们找我的原因是想定制一个农业技术平台。经过大约一个月的努力，我们自制出了一架无人机，它完美复刻了商用无人机的功能。

让无人机为农业服务

无人机的农业应用在全球范围内激增。据《财富商业洞察》，分析师们预测全球农业无人机市场将以每年约20%的复合增长率高速发展：从2023年的49.8亿美元升至2030年的182.2亿美元。


在非洲，3300万小农户贡献了高达70%的粮食供应，但其中很多农户仍然非常依赖传统的种植方法。


而无人机技术将帮助他们高效地提高产量，利用预测模型做好农业规划。一些农民甚至可以用无人机执行多重任务，如追踪灌溉、喷洒杀虫剂、施肥、放牧以及监测植物和土壤的健康状况。

为农民定制无人机

我们五人工程师团队的初衷是开发一个多功能无人机平台，推动布隆迪的农业发展。这借助于团队在无人机组装、3D打印和物联网应用方面的专业知识。


在考虑了各种可能后，我们决定充分利用团队的技术背景，做一个开创性的无人机技术平台：易维护，能携带不同的有效载荷，并充分利用无人机开源技术社区。


整合现成的组件为我们的无人机开发提供了极大的灵活性。我们采用了模块化的办法，边做边优化，持续改进。


此外，在能力建设方面，我们也投入了大量时间，用于研习3D打印组件和美术设计。


很多我们需要的组件，要么根本无法在布隆迪找到，要么就是数量不够。


这一过程几乎是从零开始的，我们要制造的无人机的性能取决于团队对每种组件的理解掌握，加上严谨的任务规划和个人的专长应用。


经过大约一个月的努力，我们造出了一架完美复刻了商用无人机功能的无人机，功能包括20-25分钟的飞行续航、自动起飞和降落、应急程序、视频导航、预设任务的自动驾驶，以及自助式（DIY）多光谱照相机——以记录肉眼不可见的图像。


此外，通过我们的平台，这种无人机可以携带所需的任意有效载荷或传感器。这项功能是其他商用无人机所不具备的，因为商用无人机通常会受到预装传感器的限制。


无人机在农业中最有价值的用途就是它拍摄航空多光谱照片的能力。目前来看，我们的无人机已经成功执行了多光谱拍照任务——用于通用测绘，为需要高分辨率农田照片的农民服务。


快速将我们的设计概念转化成实实在在的组件的这一过程，成为了我们极为宝贵的经验。

让农民从空中“照看”自己的作物

多光谱相机是一种专业设备，可以在光谱的各个谱段捕捉图像，而普通相机只能拍下人类可见光谱中的照片。


正如医学成像技术为医生提供了病人的心脏状况的数据一样，多光谱图像为农民提供了农田和土壤状况的丰富信息。


比如，当我们的肉眼看见作物变黄时，其实问题早就发生了。而我们的多光谱图像就能提醒农民进行早期干预，这对提高产量，进而消除饥饿大有助益。


哪怕是入门级的多光谱相机，售价也高达3000美元左右，这对技术人员和小农户来说负担极高。所以，我们一直试图用现成的组件开发多光谱相机，也想看看这种DIY式的解决方案是否可行。


现在，我们开发的多光谱相机已成为互联网世界少数几个可用于无人机航拍的DIY多光谱相机系统之一。研发过程中，我们克服了层层障碍，但也获得了丰厚的回报和成果。


这种无人机由我们合力完成，不仅具有开创意义，也同时是第一架在布隆迪正式注册的该类别无人机。

发明更好的无人机

目前，我们自制的多光谱相机解决方案还不够完善。要准确地评估作物健康水平，需要更多细节，但我们的相机还无法捕捉这些细节，因此，我们还是找来了一架商用多光谱无人机。


我们正在开发一个农民可以操作的平台以执行绘图任务，他们可以查看以前的地图和作物健康报告，24小时向农学家在线咨询以了解作物和气候之间的关系。


我晋级成为了2023年度肯尼亚农业无人机竞赛的三位决赛选手之一，某种意义上，这也证明无人机技术对于促进农业的作用得到了广泛认可。


通过有效的社区推广和强大的财政支持，这项技术将让农民“如虎添翼”。商用多光谱无人机将更加可行，也更容易操作。就我而言，我现在正在扩大我的无人机业务，并开展着多光谱研究。


本文译自Allafrica组织的官网文章：Burundi: How We Created Burundi's First Drone